هل تتسبب الطاقة النووية في تلوث الهواء وكيف تؤثر على البيئة؟

ما هي الطاقة النووية؟

هي عبارة عن الطاقة الموجودة في نواة الذرة، حيث يتم عادةً استخدام الطاقة النووية لتوليد الكهرباء، ولكن يجب أولاً إطلاقها من الذرة، ويتم هذا من خلال عملية الانشطار النووي الذي يُقسم الذرات لتحرير تلك الطاقة، مما يؤدي إلى بدء تفاعل متسلسل، كما تولد الطاقة المنبعثة من هذا التفاعل المتسلسل حرارة، وتعمل الحرارة الناتجة عن الانشطار النووي على تسخين عامل تبريد المفاعل، مما ينتج البخار، ويدير هذا البخار التوربينات، وتعمل التوربينات على تشغيل المولدات أو المحركات التي تولد الكهرباء.

هل تتسبب الطاقة النووية في تلوث الهواء؟

إن الطاقة النووية هي عبارة عن طاقة نظيفة خالية من الانبعاثات، والطاقة النووية هي ثالث أكثر التقنيات أمانًا بعد الطاقة الكهرومائية وطاقة الرياح، حيث لا تصدر المفاعلات النووية فعليًا أي ملوثات للهواء أثناء تشغيلها، وفي المقابل فإن محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري وخاصة محطات توليد الطاقة بالفحم هي المصدر الرئيسي لانبعاثات غازات الدفيئة والكبريت والنيتروجين.
يجري بعض خبراء الطاقة مزيدًا من الدراسات للوصول إلى إمكانات الطاقة النووية كشكل من أشكال الطاقة البيئية، وخلصت إحدى هذه الدراسات إلى أن استخدام الطاقة النووية منع حوالي 1.84 مليون حالة وفاة مرتبطة فعلياً بتلوث الهواء، حيث قدرت الدراسة نفسها أيضًا أنه من خلال استبدال الوقود الأحفوري بالطاقة النووية يمكن منع حدوث 420.000 مليون حالة وفاة إضافية في المستقبل بسبب تلوث الهواء.
لذا فإن الإجابة على السؤال هي: أن الطاقة النووية أكثر أمانًا للغلاف الجوي (ما لم يكن هناك تسرب أو حوادث).

ماذا تطلق محطات الطاقة النووية في الهواء؟

على الرغم من أن المفاعلات النووية لا تطلق الرماد المتطاير أو غازات الاحتباس الحراري الضارة في الهواء، كما تفعل محطات توليد الطاقة بالوقود الأحفوري إلا أن هناك عددًا قليلاً من نواتج الانشطار التي تلوث الهواء، وهي:

• المنتجات الانشطارية المتطايرة: وهي تشمل نظائر الهالوجينات والبروم واليود وبعض الغازات النبيلة مثل: الزينون والكريبتون، وفي درجات الحرارة العالية جدًا يتم إطلاق كل من هذه النظائر: الروبيديوم والسيزيوم والأنتيمون والتيلوريوم، ومن بين هؤلاء يتم إنتاج اليود 131 بكميات كبيرة، وعند استنشاقه يمكن أن يسبب تشوهات في الغدة الدرقية. 
  تكون كمية الزينون والكريبتون المنتجة في المصانع التجارية أعلى بعدة مرات من أجل التصريف الفوري في الغلاف الجوي – حتى لو تم استخدام أكثر طرق التشتيت كفاءة، كما يسبب الزينون والكريبتون المشعان في الغلاف الجوي بشكل أساسي خطرًا خارجيًا وليس خطرًا داخليًا.
  
• المنتجات الانشطارية غير المتطايرة: تشمل هذه الفئة جميع الغازات النبيلة، ويتم تضمين بعض الهالوجينات أيضًا في هذه الفئة، حيث تصبح نواتج الانشطار غير المتطايرة محمولة في الهواء؛ وذلك بسبب العمليات التي تسمح لها بالهروب من الضباب أو الرذاذ أو القطرات، (ملوث آخر مهم هو السترونشيوم 90).
  
• ذعر تشتت مواد الوقود: وهي في الأساس نظائر انشطار اليورانيوم والبلوتونيوم، فعند التفكك تتفكك هذه المعادن الثقيلة وتنبعث منها الطاقة، ومع ذلك نظرًا (لقيم MPCa المنخفضة – التركيز الأقصى المسموح به) يصعب مراقبة وجودها في الهواء.
  
• النشاط المستحدث من مكونات الجسيمات: عند استخدام الهواء لتبريد بعض المفاعلات الحرارية فقد ينشأ الغبار والشوائب، حيث يمكن أيضًا تنشيط المكونات الغازية المختلفة مثل النيتروجين -16 والأرجون -41 والأكسجين -19 والنيون 23 عن طريق التدفق العالي للنيوترونات أثناء تفاعلات الانشطار، كما تتفاوت أهميتها كمخاطر اعتمادًا على نوع المفاعل واحتمال الإطلاق العرضي. 
  

كيف تؤثر الطاقة النووية على البيئة؟

• التخلص من النفايات النووية هو قضية بيئية: يتم تصنيف النفايات النووية إلى قسمين: نفايات منخفضة المستوى ونفايات عالية المستوى، حيث يمكن أن يظل بعضها مشعًا لبضع مئات من السنين ويتعرض للتحلل تدريجيًا بينما يحتفظ البعض الآخر بالنشاط الإشعاعي إلى الأبد.
  حاليًا لا يوجد حل طويل الأمد للنفايات النووية، ولا توجد طريقة للتخلص من النفايات بطريقة آمنة أو مسؤولة بيئياً، حيث يتم إغلاق معظمها في منشآت مؤقتة فوق الأرض، ومع زيادة الطلب على الطاقة النووية فإن مثل هذه المرافق تنفد من الفضاء، وتواجه الصناعة النووية مشكلات إدارة النفايات.
  وعند التسرب يمكن أن تؤثر النفايات المشعة بشكل كبير على الحياة الحيوانية والنباتية، مما يتسبب في انحرافات وراثية أو أمراض مزمنة أو مشاكل في النمو، وبالإضافة إلى نفايات التعدين هناك أيضًا مواد ومعدات تستخدم في المحطات النووية، كما تطلق مرافق الغسيل المشعة – حيث يتم غسل معدات وأزياء العمال النوويين إشعاعًا في البيئة، ويصعب التخلص منها بأمان عند إغلاق المفاعل، مما يشكل خطر التلوث الإشعاعي.
  
• التأثير على جودة المياه والنظم الإيكولوجية المائية: الماء هو الخيط المقدس الذي يربط جميع الخطوات أثناء الانشطار النووي، وعند إطلاقه يشكل الماء المبرد مع التصريفات المشعة تهديدًا خطيرًا للنظام البيئي المائي، حيث يبدأ بانخفاض في مستويات الأكسجين المذاب وارتفاع في درجة الحموضة.
  لا يمكن لمياه المبرد الاحتفاظ بالأكسجين المذاب، كما أن المواد العضوية تتحلل بشكل أسرع في درجات الحرارة المرتفعة، وينتج عن هذا تكاثر الطحالب، والذي بدوره يخلق مناطق نقص الأكسجين (مناطق بها أكسجين أقل أو معدومة)، مما يؤدي في النهاية إلى قتل الحيوانات والنباتات المائية.